[发明专利]一种低压电源浪涌保护器性能的智能在线检测方法

权利要求书

1.一种低压电源浪涌保护器性能的智能在线检测方法,其特征是使用微弱信号检测技术在线检测用于低压电源浪涌过压防护的低压电源浪涌保护器关键元件压敏电阻的漏电流值，所检测到漏电流值经模数转换器（ADC)电路转换成数字信号传输到微控制器（MCU)或微处理器（MPU)处理，并通过压敏电阻漏电流的大小判断低压电源浪涌保护器性能是否合格,为低压电源浪涌保护器的智能脱扣提供性能判断依据；所使用的微弱信号检测技术的特征是由差分检测模块与降噪处理模块实现。

2.根据权利要求项1，差分检测模块的特征是差分检测模块由两个电流互感器（CT1，CT2）和差分放大器组成，两个电流互感器（CT1，CT2）分别感测电路中低压电源浪涌保护器前后的负载电流，其中电流互感器CT1感测的电流包括电路的负载电流与低压电源浪涌保护器的漏电流，电流互感器CT2感测的电流只包括电路的负载电流；电流互感器（CT1，CT2）可采用铁芯式变压器或罗氏线圈（Rogowski coil）实现，并将负载电流值转换成电压信号幅值为V₁，V₂（如附图2），经过差分放大器进行减法运算，得到与低压电源浪涌保护器的压敏电阻漏电流幅值(I_L)成比例(k)的差分电压幅值V_AD=A(V₁-V₂)=kI_L, A和k由电路设计所决定的常数（如附图3）。

3.根据权利要求项1，降噪处理模块的特征是降噪处理模块由降噪处理算法和降噪处理电路构成；降噪处理算法采用抑制载波的双边带调幅算法，降噪处理电路由两级吉尔伯特乘法器电路(MC1496或MC1596）以及输出级的低通滤波电路实现，两级吉尔伯特乘法器电路实现抑制载波的双边带调幅算法，低通滤波电路取出两级吉尔伯特乘法器电路输出中的低频信号，并通过滤波电路的积分作用实现平均值降噪算法（如附图4）。

4. 根据权利要求项3所述降噪处理算法，其中抑制载波的双边带调幅算法实现如下所述，设需检测的有用信号值为Vs（t）, 参考信号为载波VC（t），乘法器的增益为G，则：

V_s(t) =A₁cos(ω_st+ θ1)（式2）；

V_c(t) =A₂cos(ω_Ct+ θ2)（式3）；

检测信号值V_s（t）与噪声信号V_n(t)经乘法器处理后得V_m(t)，

V_m(t)＝[ V_s(t)+ V_n(t)]×V_c(t)= V_s(t) V_c(t)+ V_n(t) V_c(t)

=GA₂[A₁cos(ω_st+ θ1) cos(ω_Ct+ θ2)+ V_n(t) cos(ω_Ct+θ2)]（式4），

式（4）中的输出信号经低通滤波电路处理后消除了随机噪声以及高频噪声，简化为（式5），

V_m(t)＝GA₂A₁cos(ω_st+θ1) cos(ω_Ct+θ2)（式5）,

由式5积化和差得到如式6中ω_C+ω_S与ω_C-ω_S两个边频信号,

V_m(t)＝0.5GA₂A₁{cos[(ω_C+ω_S)t+θ1 + θ2)]+ cos[(ω_Ct-ω_S)t+θ2-θ1]}（式6）

信号解调：V_d(t)=V_m(t)×V_C(t)，如式7：

V_d(t)=0.5GA₂A_1{cos[(ω_C+ω_S)t+θ1+θ2)]+ cos[(ω_Ct-ω_S)t+θ2-θ1]} A₂cos(ω_Ct+θ2)

=C{ cos[(2ω_C+ω_S)t+θ1+2θ2)]+ cos[(2ω_Ct-ω_S)t+θ2-θ1]+2 cos(ω_st+θ1)}（式7）,

式（7）中2cos(ω_S+θ₁)为低频项，经过低通滤波（LPF）滤去随机噪声与高频谐波后得：V_d(t)= 2C cos(ω_st+ θ1)=0.5G²A₁A₂² cos(ω_st+ θ1)（式8），

式8中V_d(t)即为降噪处理去除噪声的检测信号值，进一步，取V_AD为Vs（t），则A₁=kI_L,

V_d(t)= 0.5G² kI_L A₂² cos(ω_st+ θ1)，测得V_d(t)的幅值V_d，即可求得压敏电阻漏电流幅值I_L=2V_d/( G² k A₂²)。

5.根据权利要求项1所述微控制器（MCU)或微处理器（MPU)，其特征是能够对模数转换器（ADC)电路的数据进行智能处理，微控制器（MCU)或微处理器（MPU)在进行循环延时读取所检测到的漏电流值时，同时读取电源电压值，根据漏电流前后检测值的对比，参考电源电压值，排除电源电压持续的过压，以及低压电源浪涌保护器性能的压敏电阻断路的影响，避免对低压电源浪涌保护器性能的误判。